Piec z obiegiem wodnym do ogrzewania domu

W wielu prywatnych domach ogrzewanie drewnem i piece pozostają priorytetem. Ktoś ma metalowy piec, ktoś ma cegłę, ale jedno ich łączy - ten rodzaj ogrzewania nie jest najwygodniejszy. Za dużo skupienia i mało komfortu. Wyjście - ogrzewanie piecem z obiegiem wody.

Ogrzewanie piecowe z obiegiem wodnym - okazja do połączenia tradycji i komfortu

Najpierw zrozumiemy terminologię. Mówiąc „piec”, najczęściej mają na myśli grzejnik z cegieł opalany drewnem. Ale często nazywa się to również piecem metalowym z drewnem lub węglem. Zasady działania dla jednostek ceglanych i metalowych są takie same, metoda zmian wymiany ciepła. Metal ma większy komponent konwekcyjny (większość ciepła przenosi powietrze), podczas gdy w cegle dominuje promieniowanie cieplne - ze ścian pieca i ogrzewanych ścian domu. W naszym artykule mówimy głównie o piecach ceglanych, ale większość informacji można odnieść do jednostek metalowych na drewno (węgiel). Ogrzewanie pieca obiegiem wodnym można wykonać na podstawie dowolnego rodzaju pieca.

Konwencjonalne ogrzewanie piecem: zalety i wady

W naszym kraju domy ogrzewano tradycyjnie piecami ceglanymi, jednak stopniowo ten rodzaj ogrzewania zastępowano instalacjami wodnymi. Wszystko to dlatego, że oprócz zalet proste ogrzewanie piecowe ma wiele wad. Po pierwsze, o zaletach:

• Piec przenosi większość ciepła poprzez promieniowanie cieplne i, jak odkryli naukowcy, jest lepiej odbierane przez nasz organizm.
• Rosyjski lub inny piec grzewczy ma kolorowy wygląd, często można zaobserwować otwarty płomień.
• Możesz zrobić ceglany piec z kominami, aby pełniej wykorzystać wytworzone ciepło.
• Ogrzewanie tego typu jest nielotne - nie zależy od dostępności energii elektrycznej.
• Istnieją modele pieców do ogrzewania drugiego piętra (ze względu na panel grzewczy z kanałami dymowymi).
  

  Ogrzewanie pieca

Obecnie ogrzewanie piecowe jest postrzegane bardziej jako egzotyczne, ponieważ jest bardzo rzadkie. Nie można argumentować, że przebywanie w pobliżu ciepłego pieca jest bardzo przyjemne. Tworzy się swoista atmosfera. Ale jest też wiele poważnych wad:

• Nierównomierne ogrzewanie - gorąco przy piecu, zimno w rogach.
• Duży obszar zajmowany przez piekarnik.
• Ogrzewane są tylko te pomieszczenia, do których wychodzą ściany pieca.
• Brak możliwości regulacji temperatury ogrzewania w poszczególnych pomieszczeniach.
• Słaba efektywność. W przypadku tradycyjnych pieców 60% jest już bardzo dobrym wskaźnikiem, podczas gdy nowoczesne kotły grzewcze mogą wytwarzać 90% i więcej (gaz).
• Potrzeba częstej konserwacji. Aby stopić, wyreguluj amortyzatory, wyczyść węgle - wszystko to regularnie i stale. Nie wszystkim się to podoba.
  

  Zasada organizacji strumieni dymu - pozioma i pionowa

Jak widać, wady są znaczne, ale niektóre z nich można zniwelować, jeśli w piecu wbudowany jest wymiennik ciepła, który jest podłączony do systemu podgrzewania wody. Taki system nazywany jest również ogrzewaniem wody piecowej lub ogrzewaniem piecem za pomocą obiegu wodnego.

Ogrzewanie piecem wodnym

Podczas organizowania ogrzewania wody z pieca w palenisku wbudowany jest wymiennik ciepła (obieg wodny), który jest podłączony do grzejników za pomocą rur. W układzie krąży płyn chłodzący, który przenosi ciepło z pieca do grzejników. Takie rozwiązanie podnosi komfort życia zimą.Chodzi o to, że grzejniki można zainstalować w dowolnym pomieszczeniu, to znaczy piec może stać w jednym pomieszczeniu, a wszystkie inne pomieszczenia będą ogrzewane bateriami, przez które przepływa podgrzana woda.

Ogrzewanie pieca obiegiem wodnym: przykład układu z zasobnikiem ciepłej wody (kocioł)

Jednocześnie pozostają pozostałe wady ogrzewania pieca, ale dodaje się zalety ogrzewania wody - można regulować temperaturę w każdym pomieszczeniu (w określonych granicach), duża bezwładność wyrównuje nierówności reżimu temperaturowego. Nawiasem mówiąc, ten sam schemat działa w przypadku pieców metalowych z drewnem lub węglem.

Typy systemów

Istnieją dwa rodzaje systemów podgrzewania ciepłej wody: wymuszony i naturalny obieg (EC). Naturalne ogrzewanie cyrkulacyjne jest nielotne (do działania nie jest wymagana energia elektryczna), płyn chłodzący krąży w naturalnych procesach fizycznych. Wadą tej metody ogrzewania jest konieczność stosowania rur o dużej średnicy, to znaczy objętość układu będzie duża i będzie miała dużą bezwładność. Podczas rozpalania pieca nie jest to zbyt dobre - rozgrzanie zajmie dużo czasu. Ale po wypaleniu dom dłużej pozostaje ciepły.

Inną wadą jest to, że aby stworzyć warunki dla ruchu chłodziwa, rura zasilająca jest podnoszona - do sufitu lub do poziomu grzejników (w skrajnych przypadkach). Podczas ogrzewania dwupiętrowego domu rura wychodzi z kotła, przechodzi przez grzejniki, a następnie opada i omija baterie na dolnym piętrze.

Najprostszy schemat systemów z naturalnym obiegiem

Kolejną istotną wadą jest stosunkowo niska wydajność systemów grzewczych z EC - płyn chłodzący porusza się powoli, przenosi niewiele ciepła.

Ogrzewanie pieca za pomocą obiegu wodnego i wymuszonej cyrkulacji wyróżnia się obecnością pompy cyrkulacyjnej (na zdjęciu poniżej), która pracuje stale. Jego zadaniem jest napędzanie wody z określoną prędkością. Zmieniając tę ​​prędkość, można zmienić intensywność ogrzewania pomieszczenia. Prowadzi to do tego, że przy innych rzeczach równych takie ogrzewanie jest bardziej wydajne. Ale aby system działał, potrzebna jest moc - pompa musi pracować stale. Kiedy się zatrzymuje, system wrze i zawodzi. Jeśli przerwy w dostawie prądu zdarzają się rzadko, wystarczynieprzerwana dostawa energii z zestawem akumulatorów. Jeśli światło jest często i przez długi czas wyłączane, trzeba będzie również zainstalować generator, a całkowity koszt takiego rozwiązania jest spory.

Schemat ogrzewania pieca z obiegiem wody i pompą obiegową

Istnieje również trzeci typ systemu: mieszany lub kombinowany. Wszystko jest zaprojektowane do naturalnej cyrkulacji, ale zainstalowana jest pompa obiegowa. Dopóki jest prąd, ogrzewanie działa jak wymuszone (za pomocą pompy), gdy światło jest wyłączone, płyn chłodzący porusza się samoczynnie.

Akumulator ciepła

Ponieważ piec nie jest stale ogrzewany, ale ma cykliczny algorytm działania, w domu jest gorąco lub zimno. A obecność grzejników z tego niewiele oszczędza. Chociaż różnice nie są tak krytyczne, nadal istnieją. Szczególnie w nocy jest za mało ciepła, a ja naprawdę nie chcę wstawać i utonąć. Aby rozwiązać ten problem, zainstalowany jest wydajny piekarnik, a do systemu wbudowany jest akumulator ciepła. To duży pojemnik wypełniony płynem chłodzącym, który stoi między piecem a systemem grzewczym.

Ogrzewanie piecowe z obiegiem wodnym i akumulatorem ciepła

Oznacza to, że istnieją dwa oddzielne niezależne obwody. Ta pierwsza odprowadza ciepło z piekarnika i zwykle odbywa się w naturalnym obiegu. Drugi napędza płyn chłodzący do chłodnic i zwykle jest tam pompa obiegowa.

Ta metoda organizacji ogrzewania pieca wodnego jest dobra, ponieważ podczas podgrzewania pieca woda w zbiorniku jest aktywnie podgrzewana. Przy prawidłowym obliczeniu nagrzewa się do 60-80 ° C, co wystarcza do utrzymania normalnej temperatury grzejników przez około 10-12 godzin. Jednocześnie nie ma tu ani szczególnego upału, ani ekstremalnego mrozu. Atmosfera jest dość przyjemna.

Zainstalowanie w układzie akumulatora ciepła (czasami nazywanego również buforem lub zbiornikiem buforowym) również zmniejsza ryzyko zagotowania układu. Drugi obwód na pewno nigdy się nie zagotuje, ale aby pierwszy się nie zagotował, należy go poprawnie obliczyć - aby nawet w trybie naturalnej cyrkulacji płyn chłodzący poruszał się z wystarczającą prędkością i nie miał czasu na przegrzanie.

Rejestr piekarnika

Aby podgrzać chłodziwo, w piecu wbudowany jest obwód wodny (zwany również rejestratorem, wymiennikiem ciepła, wężownicą, płaszczem wodnym). Ich kształt może być dowolny, ale najczęściej tworzą prostokątne płaskie zbiorniki lub zestaw rur połączonych w jeden system (np. Grzejniki).

Jeden przykład obiegu wody do pieca

Aby podłączyć wymiennik ciepła do systemu, przyspawane są do niego dwie dysze: jedna na górze do pobierania ciepłej wody, druga na dole do pompowania schłodzonej wody z rurociągu powrotnego.

Często pojawiają się pytania związane z wymiarowaniem obwodu wodnego do pieca. Można to z grubsza obliczyć na podstawie strat ciepła w budynku. Uważa się, że do przenoszenia 10 kW ciepła, powierzchnia wymiennika ciepła 1 m2. m. Ale jednocześnie należy wziąć pod uwagę czas pracy pieca - w końcu nie jest on stale podgrzewany. Nie jest jeszcze bardzo zimno - raz dziennie przez około 1,5 godziny, gdy jest zimno - dwa razy. W tym czasie piec musi mieć czas na podgrzanie całej wody w akumulatorze ciepła. Dlatego obliczenie powierzchni wymiennika ciepła opiera się na dziennej ilości ciepła wymaganej do skompensowania strat ciepła.

Na przykład niech straty ciepła dla domu wyniosą 12 kWh. Będzie to 288 kW dziennie. Piec jest ogrzewany, niech trwa 3 godziny, w tym czasie musi zgromadzić się całe niezbędne ciepło. Wówczas wymagana moc obwodu wodnego dla pieca wynosi 288/3 = 96 kW. Aby to przełożyć na powierzchnię, dzielimy przez 10, otrzymujemy, że dla tych warunków powierzchnia rejestru powinna wynosić 9,6 m2. Wybór formy zależy od Ciebie. Ważne jest, aby zewnętrzna powierzchnia rejestru była nie mniejsza.

Konstrukcja pieca wokół wymiennika ciepła

Cóż, jeszcze kilka punktów. Po pierwsze, pojemność pieca musi być większa niż znaleziona pojemność wymiennika ciepła. W przeciwnym razie wymagana ilość ciepła po prostu nie zostanie uwolniona. Drugi niuans: pojemność akumulatora ciepła również musi odpowiadać - musi być większa o około 10-15%. W takim przypadku wykluczone jest wrzenie chłodziwa.

Pamiętaj tylko, że pojemność cieplna wody i płynu niezamarzającego jest bardzo różna. Akumulator ze środkiem przeciw zamarzaniu jako medium grzewczym musi być znacznie większy niż zbiornik wody (w tym samym układzie).

O czym jeszcze warto pamiętać, warto dobrze zaizolować akumulator ciepła - tak, aby ciepło pozostało na dłużej. W takim przypadku ogrzewanie piecem z obiegiem wody będzie jeszcze bardziej ekonomiczne.

Czy można zainstalować rejestrator do ogrzewania w istniejącym piecu?

Oczywiście bardziej poprawne jest zbudowanie pieca wokół wyprodukowanego rejestru. Ale jeśli piec już stoi, nadal można w nim zbudować obwód wodny. To prawda, będziesz musiał bardzo się postarać - są znacznych rozmiarów i nadal muszą się w jakiś sposób utrzymać. Więc zadanie nie jest łatwe. Ponadto nie zapominaj, że będziesz musiał wyciągnąć jeszcze dwa wnioski - do podłączenia rurociągów zasilającego i powrotnego.

Najlepszą opcją jest wykonanie płaszcza wodnego w kształcie piekarnika (ten na metalowy z palnikami)

Nie jest też łatwo znaleźć miejsce na lokalizację rejestru. Jego bezpośredni kontakt z ogniem jest bardzo niepożądany, ale musi znajdować się w środowisku gorących gazów. W takim przypadku można mieć nadzieję, że wymiennik ciepła wytrzyma długo.